Df = -2f_o² Dm / [A · sqrt(mr)]

式中是f_o晶体的基本谐振频率，A是镀在晶体上金盘的面积，r是晶体的密度(=2.684g/cm³)，m是晶体切变系数(= 2.947´10¹¹ g/cm·s²)。对于我们的晶体(f_o = 7.995MHz, A = 0.196 cm²)，每赫兹的频率改变相当于1.34 ng。QCM和EQCM被应用于金属沉积，高分子膜中离子传递，生物传感器，以及吸附解吸动力学的研究等等。

CHI400C系列电化学石英晶体微天平含石英晶体振荡器，频率计数器，快速数字信号发生器，高分辨高速数据采集系统，电位电流信号滤波器，信号增益，iR降补偿电路，以及恒电位仪／恒电流仪（440C）。电位范围为±10V，电流范围为±250mA。电流测量下限低于50pA。石英晶体微天平和恒电位仪/恒电流仪集成使得EQCM测量变得简单方便。CHI400C系列采用时间分辨的方式测量频率的改变。传统的方法是采用频率直接计数的方法，要得到1Hz的QCM分辨率，需要1秒的采样时间。要得到0.1Hz的QCM分辨率，需要10秒的采样时间。我们是将QCM的频率和一标准频率的差值作周期测量，从而大大缩短了采样时间，提高了时间分辨。我们可在毫秒的时间里得到1Hz或0.1Hz或好的频率分辨。当和循环伏安法结合时，可允许在0.5V/s的扫描速度下获得QCM的信号。这对需要较快速的测量(例如动力学测量)尤为重要。允许与QCM结合的电化学实验包括CV，LSV，CA，i-t，CP。

400C系列在测量QCM频率变化的同时，还能测量晶体谐振网络的电阻变化。

400C系列也是相当快速的仪器。信号发生器的新速率为10MHz，数据采集速率为1MHz。循环伏安法的扫描速度为1000V/s时，电位增量仅0.1mV。又如交流伏安法的频率可达10KHz。仪器可工作于二，三，或四电的方式。四电对于大电流或低阻抗电解池（例如电池）重要，可消除由于电缆和接触电阻引起的测量误差。由于仪器集成了多种常用的电化学测量，使得仪器可用作电化学测量，也可单用作石英晶体微天平的测量(不同时进行电化学测量)。

CHI400C系列EQCM还包括一个的电解池，如图1(a)所示。电解池由三块圆形的聚四氟乙烯组成。直径为35mm，总高度为37mm。上面的是盖子，用于安装参比电和对。中间的是用于放溶液的池体。石英晶体被固定于中间和底下的部件之间，通过橡胶圈密封，并用螺丝固定。石英晶体的直径为13.7mm，晶体两面的中间镀有5.1mm直径的金盘电(其它电材料需定做)。新晶体的谐振频率是7.995 MHz。

图2显示了1mM Pb²⁺在0.1MHClO₄溶液中欠电位沉积的循环伏安图和作为电位函数的相应的频率改变。扫描速度为0.05V/s。在-0.42V出现的阴峰是由于单层欠电位沉积。-0.29V处的阳峰是由于铅的溶出。频率-电位图显示了由于铅沉积而使频率下降了25Hz(相当于33.5ng)。

图 1 . 典 型 的 电 化 学 石 英 晶 体 微 天 平 仪 器 的 图 示 。 (a) 石 英 晶 体 的 两 面 都 用 真 空 镀 膜 机 镀 上 了 金 膜 ， 其 谐 振 频 率 为 7.995 M Hz 。 晶 体 朝 上 的 一 面 的 金 盘 与 溶 液 接 触 同 时 也 作 为 工 作 电 。 晶 体 和 安 装 支 架 的 俯 视 图 见 电 解 池 右 边 。 (b) QCM 晶 体 振 荡 时 晶 体 切 变 的 侧 视 示 意 图 。 为 了 清 晰 ， 晶 体 的 厚 度 和 切 变 被 放 大 了 。

图 2 . 铅 欠 电 位 沉 积 的 循 环 伏 安 图 和 QCM 图 。 扫 描 速 度 为 0.05 V/s 。

硬件参数指标

恒电位仪 恒电流仪 (Model440C) 电位范围: -10to10V 电位上升时间: <2微秒 槽压: ±12V 三电或四电设置 电流范围: 250mA 参比电输入阻抗: 1´1012欧姆 灵敏度: 1´10-12-0.1A/V共12档量程 输入偏置电流: <50pA 电流测量分辨率: <1pA CV的zui小电位增量: 0.1mV 电位新速率: 10MHz 数据采集: 16位分辨@1MHz 自动及手动iR降补偿

CV和LSV扫描速度: 0.000001-5000V/s 电位扫描时电位增量: 0.1mV@1000V/s CA和CC脉冲宽度: 0.0001-1000sec CA和CC阶跃次数: 320 DPV和NPV脉冲宽度: 0.0001-10sec SWV频率: 0.1-100kHz ACV频率: 0.1-10kHz SHACV频率: 0.1-5kHz 自动电位和电流零位调整 电流测量低通滤波器,自动或手动设置，覆盖八个数量的频率范围 旋转电控制输出: 0-10V(430C以上型号) 电解池控制输出: 通氮，搅拌，敲击 zui大数据长度: 256K-1,384K点可选 仪器尺寸: 37cm (宽) x 23cm (深) x 12cm (高) 仪器重量: 3.3kg

CHI400C系列仪器不同型号的比较

功能	400C	410C	420C	430C	440C
循环伏安法（CV）	l	l	l	l	l
线性扫描伏安法（LSV）#	l	l	l	l	l
阶梯波伏安法（SCV）#				l	l
Tafel图（TAFEL）				l	l
计时电流法（CA）	l		l	l	l
计时电量法（CC）	l		l	l	l
差分脉冲伏安法（DPV）#		l	l	l	l
常规脉冲伏安法（NPV）#		l	l	l	l
差分常规脉冲伏安法（DNPV）#					l
方波伏安法（SWV）#			l	l	l
交流（含相敏）伏安法（ACV）#				l	l
二次谐波交流（相敏）伏安法（SHACV）#				l	l
电流-时间曲线（i-t）				l	l
差分脉冲电流检测（DPA）					l
双差分脉冲电流检测（DDPA）					l
三脉冲电流检测（TPA）					l
控制电位电解库仑法（BE）	l		l	l	l
流体力学调制伏安法（HMV）					l
扫描-阶跃混合方法（SSF）					l
多电位阶跃方法（STEP）					l
计时电位法（CP）					l
电流扫描计时电位法（CPCR）					l
多电流阶跃（ISTEP）					l
电位溶出分析（PSA）					l
开路电压-时间曲线（OCPT）	l	l	l	l	l
恒电流仪					l
RDE控制（0-10V输出）				l	l
任意反应机理CV模拟器				l	l
预设反应机理CV模拟器	l	l	l
价格（元）*	32,300	32,300	41,500	50,700	57,600

注： #：包括相应的谱法和溶出伏安法．用于谱法时需要的静汞电或敲击器．

*：价格不包括计算机．仪器的保修期为一年．